Elucidation of hemodynamic factors resulting in chronic inflammation and degenerative changes in the wall of intracranial aneurysms

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09367
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: Kataoka Hiroharu 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 部長 (40359815)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八木 高伸 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (00468852) ; 中村 匡徳 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20448046)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脳動脈瘤 / 血行力学的負荷 / 慢性炎症

Outline of Final Research Achievements

In this study, we revealed no particular pattern of wall shear stress at the prospective site of intracranial aneurysms (IAs) using a rat induced IA model. At the IA prospective site, the disruption of internal elastic lamina and the phenotypic change of smooth muscle cells were observed in the ealry phase of IA induction. Using a rat model in which an aneurym is induced in the cervical carotid artery, we demonstrated hemodynamic factors related to IA growth and their links to the accumuation of macrophages. In a rat model in which induced IAs rupture, we revealed the development of vasa vasorum around the rupture site and one of their molecular mechanisms. In a multicenterd case-control study of human IAs, we demonstrated that the bifurcation angle of intracranial arteries and the blood flow volume into IAs were associated with IA growth.

Free Research Field

脳神経外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

くも膜下出血は最も予後不良の疾患であり、その主たる原因疾患である脳動脈瘤の発生・増大・破裂のメカニズムの解明は喫緊の課題である。これまで脳動脈瘤壁にマクロファージが集積し慢性炎症が継続することにより、血管壁が菲薄・脆弱化するような退行性変化をおこすこと、血行力学的ストレスが脳動脈瘤の発生・増大・破裂を促進する因子であることは知られていたが、その両者のクロストークを含めた本質的なメカニズムについては明らかでなかった。本研究によりその一端が解明されたことにより、将来的に脳動脈瘤の新規治療法の開発やくも膜下出血の予後の改善につながることが期待される。